一种带有紊流强化模块的电解水制氢装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于水电解制氢技术领域，公开了一种带有紊流强化模块的电解水制氢装置及方法，端压极板包括阴极端压极板和阳极端压极板，端压极板内侧中央开设有用于安放流场模块的方形凹槽；流场模块包括阴极流场模块和阳极流场模块，一面光滑，另一面开设有蛇形螺纹流道；金属电极包括金属阴极、金属阳极，为多孔材质电极；隔膜位于阴极端压极板和阳极端压极板中间。本发明专利技术利用流场模块作为紊流强化模块，可以增强流道内的传质效果，电解液在流场内部冲刷电极，强化气液传质能力，提升水电解效率，便于清理流场，降低装配难度，可应对多种种类以及厚度的电极、可实现不同流场的切换、以及适应碱性阴离子交换膜水电解和质子交换膜两种水电解工况。水电解工况。水电解工况。

【技术实现步骤摘要】
一种带有紊流强化模块的电解水制氢装置及方法


[0001]本专利技术属于水电解制氢
，尤其涉及一种带有紊流强化模块的电解水制氢装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，氢能作为理想的能源形式，可以加快能源结构的调整，帮助实现两碳目标。阴离子交换膜(AEM)以及质子交换膜(PEM)电解水制氢技术成为研究的重要方向。电解水制氢由于装置结构紧凑、制氢效率高被认为是最有潜力的一种制氢技术。电解槽运行时，内部同时涉及电化学反应、传质以及传热现象。
[0003]目前，碱性电解槽(AWE)的电解效率基本在60％左右，质子交换膜电解槽(PEM)电解效率在75％左右，这是由于为了保证达到目标电流密度，需要在电解小室两端施加过大的电压导致实际的效率偏低。为了降低电解小室实际加载的电压，从催化剂层面来看，需要性能更好的非贵金属催化剂来实现阴极与阳极较低的过电位；在电解槽结构层面上需要更多的研究来证实电解槽如流道结构参数对电解水性能的影响，支撑高性能电解槽的工业应用与发展。
[0004]极板是电解槽内部核心组件之一，极板上的流道流场结构对电解水效率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有紊流强化模块的电解水制氢装置，其特征在于，所述带有紊流强化模块的电解水制氢装置包括：端压极板，包括阴极端压极板和阳极端压极板，阴极端压极板和阳极端压极板分别设置于阴极与阳极的最外侧，用于导电、固定并夹紧整个电解装置，端压极板内侧中央开设有用于安放流场模块的方形凹槽；流场模块，包括阴极流场模块和阳极流场模块，为方形板状结构，一面光滑，另一面开设有蛇形螺纹流道，蛇形螺纹流道的始末端分别设有垂直的进出孔道，进出孔道与端压极板的进液口和气体出口对应吻合；金属电极，包括金属阴极、金属阳极，为多孔材质电极；隔膜，位于阴极端压极板和阳极端压极板中间。2.如权利要求1所述的带有紊流强化模块的电解水制氢装置，其特征在于，所述端压极板的方形凹槽周围开设有密封垫片凹槽，所述密封垫片凹槽内安装有用于密封整个装置的密封垫片。3.如权利要求1所述的带有紊流强化模块的电解水制氢装置，其特征在于，所述阴极流场模块和阳极流场模块中间设置有绝缘限厚板，用于防止阴极端压极板和阳极端压极板之间距离过近导致短路，并防止夹紧时施加的力度过大压坏膜和金属电极结构。4.如权利要求1所述的带有紊流强化模块的电解水制氢装置，其特征在于，所述端压极板外侧装有铜材质的接线铜板，用于加载外部电流；所述端压极板外周设有间隔相同的孔位用于螺栓紧固。5.如权利要求1所述的带有紊流强化模块的电解水制氢装置，其特征在于，所述金属电极为泡沫金属电极、编织网或膨胀网金属，金属电极厚度为0.1
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2mm。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓文，王方舟，刘福林，谭建宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：